船体主尺度、尺度比和船型系数
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船体主尺度、尺度比和船型系数一、船体主尺度
船舶的大小:
船长
型宽
型深
吃水
图2-2-1 船体主尺度
1. 船长(L)——通常选用的船长有三种,即总长、垂线间长和设计水线长。
总长(L OA):自船首最前端至船尾最后端平行于设计水线的最大距离。
垂线间长(L PP):首垂线(F.P)与尾垂线(A.P)之间的水平距离。一般情况下,如无特别说明,习惯上所说的船长常指垂线间长。
水线长(L WL):平行于设计水线的任一水线与船体型表面首尾端交点间的水平距离。所谓设计水线长,即设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。军舰一般均以设计水线长为垂线间长。
在船舶静水力性能计算中,通常采用垂线间长L PP,在分析阻力性能时常用设计水线长L WL,而在船进坞、靠码头或通过船闸时应注意它的总长L OA。
2. 型宽(B)——指船舶型表面(不包括船体外板厚度)之间垂直于中线面方向度量的最大距离,一般指船长中点处的宽度。对于设计水线或满载
水线处分别称为设计水线宽或满载水线宽。
最大宽度是指包括外板和伸出两舷的永久性固定突出物(如护舷材等)在内的垂直于中线面的最大水平距离。
3. 型深(D )——在船舶型表面的甲板边线最低点处,自龙骨板上表面(即龙骨基线)至上甲板边板的下表面的垂直高度。通常,甲板边线的最低点在舯剖面处。
4. 吃水(d )——龙骨基线至设计水线的垂直高度。在有设计纵倾时,首尾吃水不同,则取其平均值,即)(2
1A F M d d d += 式中:M d ——平均吃水,也就是舯剖面处吃水;
F d ——首吃水,沿首垂线自设计水线至龙骨线的延长线之间的距离;
A d ——尾吃水,沿尾垂线自设计水线至龙骨线的延长之间的距离。
5. 干舷(F )——自设计水线至上甲板边板上表面的垂直距离。一般船舶在首、中和尾处的干舷
是不同的,因此在舯剖面处干舷F 等于型深D 与吃水d 之差再加上甲板的厚度。
二、尺 度 比
1. 长宽比(L/B )——与船的快速性有关。该比值越大,船越细长,在水中航行时所受的阻力越小,特别是高速航行时。
2. 宽度吃水比(B/d )——与船的稳性、快速性和航向稳定性有关、
3. 型深吃水比(D/d )——与船的稳性、抗沉性、船体坚固性以及船体内部的容积密切相关。
4. 船长吃水比(L/d )——与船的回转性有关,比值越小,船越短小,回转越灵活。
5. 船长型深比(L/D )——与船体总强度有关,长深比小,船短而高,强度好。
三、船 型 系 数
1. 水线面系数(C WP 、α)——与基平面相平行的任一水线面面积A 与垂线间长L 、型宽B 所构成的长方形面积之比,即LB A C W WP / ,C WP 的大小表示了水线面的肥瘦程度。
2. 舯剖面系数(C M 、β)——舯剖面在水线以下的面积AM 与型宽B 、相应吃水d 所构成的长方形面积之比,即 Bd A C M M /=,M C 的大小表示了水线以下的舯剖面的肥瘦程度。
图2-2-2 水线面系数和舯剖面系数
3. 方形系数(C B 、δ)——船体水线以下的型排水体积▽与船长L 、型宽B 以及相应水线吃水d 所构成的长方形体积之比,即 LBd C B /∇=,B C 的大小表示船体水下体积的肥瘦程度。
图2-2-3 方形系数
4. 棱形系数(C P 、φ)——又称纵向棱形系数。船体水线以下的型排水体积与由相应水线下舯剖面浸水面积AM 和船长L 所构成的棱柱体体积之比,即L A C M P ∇=,或M B M B P C C BdL C LBd C C ==,P C 大小表示了排水体积沿船长方向的分布情况。P C 大,表示▽沿船长方向分布较均匀;P C 小则表示▽主要分布于船中,两端较尖瘦。
图2-2-4 棱形系数
5. 垂向棱形系数(C VP 、φV )——船体水线以下型排水体积▽与由相应水线的水线面面积AW 和吃水d 所构成的棱柱体体积之比,即d A C W VP
∇=,或WP B WP B VP
C C LBd C LBd C C ==,C VP 的大小表示了排
水体积沿吃水方向分布情况。C VP大,表示▽沿吃水分布较均匀;C VP小,则表示▽主要分布于靠船的水线。
图2-2-5 垂向棱形系数
上述各系数的定义,如无特别指明,都是指设计水线而言。在计算不同水线处的各系数时,其船长、船宽常用垂线间长(或设计水线长)和设计水线宽。
例题:如图2-2-6所示,其中a船的水下形状为一三棱柱体,b船水下形状为一首尾尖瘦的棱体,两船的长L、宽B及吃水d均同,排水体积▽亦相等。
根据定义可得:
a船:C WP=1.0, C M=0.5, C B=0.5, C P=1.0及C VP=0.5;
b船:C WP=0.5, C M=1.0, C B=0.5, C P=0.5及C VP=1.0。
图2-2-6 船型系数的物理意义